論文の概要: Optimizing Shot Assignment in Variational Quantum Eigensolver Measurement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.06504v2
• Date: Thu, 7 Mar 2024 05:09:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-08 18:04:43.686584
• Title: Optimizing Shot Assignment in Variational Quantum Eigensolver Measurement
• Title（参考訳）: 変分量子固有解法におけるショット割り当ての最適化
• Authors: Linghua Zhu, Senwei Liang, Chao Yang and Xiaosong Li
• Abstract要約: 変分量子固有解法(VQE)は、量子化学問題を解くポテンシャルを持つ。 目標関数を限られた測定予算で推定しながら、ノイズや誤差を導入することができる。 本研究は、VQEの収束性を改善するために、測定の標準偏差を推定する2つのショット割り当て戦略を導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.4955855885625855
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The rapid progress in quantum computing has opened up new possibilities for tackling complex scientific problems. Variational quantum eigensolver (VQE) holds the potential to solve quantum chemistry problems and achieve quantum advantages. However, the measurement step within the VQE framework presents challenges. It can introduce noise and errors while estimating the objective function with a limited measurement budget. Such error can slow down or prevent the convergence of VQE. To reduce measurement error, many repeated measurements are needed to average out the noise in the objective function. By consolidating Hamiltonian terms into cliques, simultaneous measurements can be performed, reducing the overall measurement shot count. However, limited prior knowledge of each clique, such as noise level of measurement, poses a challenge. This work introduces two shot assignment strategies based on estimating the standard deviation of measurements to improve the convergence of VQE and reduce the required number of shots. These strategies specifically target two distinct scenarios: overallocated and underallocated shots. The efficacy of the optimized shot assignment strategy is demonstrated through numerical experiments conducted on a H$_2$ molecule. This research contributes to the advancement of VQE as a practical tool for solving quantum chemistry problems, paving the way for future applications in complex scientific simulations on quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングの急速な進歩は、複雑な科学的問題に取り組む新しい可能性を開いた。 変分量子固有解法(VQE)は、量子化学問題を解く可能性を持ち、量子上の利点を達成する。 しかしながら、VQEフレームワークにおける測定ステップは課題を提示している。 限られた測定予算で目的関数を推定しながらノイズや誤差を導入することができる。 このようなエラーは、VQEの収束を遅らせたり、防止することができる。 測定誤差を低減するために、目的関数の雑音を平均化するために多くの繰り返し測定が必要である。 ハミルトン項をクランクにまとめることで、同時測定を行い、全体の計測ショット数を減らすことができる。 しかしながら、測定のノイズレベルなど、各クライクに対する事前知識の制限が課題となっている。 本研究は, 標準偏差推定に基づく2つのショット割当戦略を導入し, vqeの収束を改善し, 所要ショット数を削減する。 これらの戦略は、特に2つの異なるシナリオをターゲットとしている。 最適化ショット割当戦略の有効性は,h$_2$分子上で行った数値実験により実証された。 この研究は、量子化学問題を解決するための実用的なツールとしてvqeの進歩に貢献し、量子コンピュータ上の複雑な科学シミュレーションにおける将来の応用への道を開く。

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